单斜构造软硬互层围岩隧道变形特征及控制对策

为探究单斜构造软硬互层围岩隧道在不同岩层倾角下的变形特征,以渭源至武都高速公路木寨岭隧道工程为依托,对炭质千枚岩和砂质板岩互层围岩隧道开展了现场调研和现场监测,分析了隧道变形特征及影响因素;利用有限差分软件FLAC 3 D建立三维数值模型,研究了不同岩层倾角下的隧道变形规律;针对不同的变形特征,总结了针对性的隧道变形控制措施.结果表明:隧道变形主要受岩层倾角和地下水影响,在单斜构造地层条件下隧道呈现出明显的非对称变形,隧道一侧岩层易发生弯曲变形和破坏,建议采用"非对称布设和长-短组合搭配"的预应力锚索对围岩进行主动加固;在地下水汇集的情况下,隧道另一侧岩层易沿弱面发生顺层滑移破坏,应注意排水,避免地下水在初期支护背后汇集,减小地下水对围岩稳定性及初期支护变形的影响;当岩层倾角小于50°时,隧道变形表现为沉降大于水平收敛;当岩层倾角大于50°时,隧道变形则表现为水平收敛大于沉降;隧道最大沉降随岩层倾角呈三角函数规律变化,当岩层倾角为40°～50°时,隧道沉降达到最大值;最大收敛变形随岩层倾角呈指数规律变化,即岩层倾角越大,隧道收敛变形越显著.